DE60223765T2

DE60223765T2 - Hybrid inflator for a lateral inflatable airbag used in a vehicle security system

Info

Publication number: DE60223765T2
Application number: DE60223765T
Authority: DE
Inventors: Christian Perotto; Franck Lebaudy; Bernard Martin; Francois Rigault
Original assignee: Livbag SAS
Current assignee: Livbag SAS
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2008-11-20
Anticipated expiration: 2022-09-11
Also published as: FR2829570A1; EP1293749A1; FR2829570B1; JP2003081050A; ES2298337T3; US6874813B2; EP1293749B1; CA2404836C; CA2404836A1; US20030047924A1; JP3774181B2; DE60223765D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Bereich der Automobilsicherheit und betrifft spezieller einen Hybridgasgenerator, der verwendet wird, um ein Schutzkissen aufzublasen.The The present invention relates to the field of automotive safety and more particularly relates to a hybrid gas generator that is used to inflate a protective cushion.

In den letzten Jahren sind neue Generatoren, Adaptiv genannt, erschienen, um die den Körper betreffenden Unfallrisiken zu beschränken, die durch die Entfaltung des Schutzkissens verursacht werden. Dazu gestatten diese verschiedenen Generatoren, gekoppelt an geeignete Erfassungssysteme, den Gasdurchsatz und/oder das -volumen als Funktion bestimmter Parameter, wie zum Beispiel die Morphologie und die Positionierung des Passagiers, die Umgebungstemperatur, die Beschaffenheit und Intensität des Aufpralls zu modulieren. Diese Generatoren sind in allen Fällen vorgesehen, um vollständig in einer Zeitspanne in der Größenordnung von 50 ms zu funktionieren.In In recent years, new generators, called Adaptive, have appeared around the body Limit accident risks which are caused by the deployment of the protective cushion. To allow these different generators coupled to appropriate ones Detection systems, the gas flow rate and / or the volume as a function of certain Parameters, such as morphology and positioning of the passenger, the ambient temperature, the condition and intensity to modulate the impact. These generators are provided in all cases completely in a time span of the order of magnitude of 50 ms to work.

Seit neuestem wünschen sich die Automobilkonstrukteure Vorrichtungen einzubauen, die aufblasbare Schutzkissen verwenden, um die Insassen zu schützen, wenn das Fahrzeug Überschläge erfährt. Dazu müssen die Kissen während einer Zeitdauer in der Größenordnung einer zehntel Sekunde aufgeblasen bleiben. Das Patent US 5,967,550 beschreibt einen Generator, der mit zwei pyrotechnischen Ladungen ausgestattet ist, wobei die erste zum Aufblasen des Schutzkissens in den Millisekunden dient, welche dem Unfall folgen, und die zweite erlaubt das Kissen eine zehntel Sekunde lang aufgeblasen zu halten. Trotzdem unterscheidet sich die Geometrie dieses Generators von den gewöhnlich eingesetzten Generatoren und er kann deshalb nicht in ein Fahrzeug mit aktuellen Einbaustellen integriert werden, die durch die Automobilkonstrukteure vorgegeben sind. Die Patentanmeldung GB 2 316 475 offenbart einen Generator, der die gleichen Funktionen erfüllt, wobei er zwei verschiedene Gasvorratskammern verwendet. Dennoch ist dieser Generator verhältnismäßig komplex zu verwirklichen, da die zwei Gasvorratskammern voneinander durch einen Pfropfen getrennt sind, der einerseits geeignet sein soll, die Dichte zwischen den zwei Vorratskammern während einer Dauer von fünfzehn Jahren zu gewährleisten, und sich andererseits angemessen zu fragmentieren, wenn der Druck in der ersten Gasvorratskammer abzufallen beginnt. Schließlich beschreibt die Patentanmeldung DE 200 19 665 einen Generator, der mit einer pyrotechnischen Ladung ausgestattet ist, um das Kissen schnell aufzublasen, und mindestens zwei verschiedene Fluide, welche später agieren, um das Kissen während mehrerer Sekunden aufgeblasen zu erhalten.More recently, automotive designers desire to incorporate devices that use inflatable cushions to protect the occupants when the vehicle experiences rollovers. To do so, the pads must remain inflated for a period of the order of a tenth of a second. The patent US 5,967,550 describes a generator equipped with two pyrotechnic charges, the first one serving to inflate the protection pad in milliseconds following the accident, and the second allowing the pad to be inflated for a tenth of a second. Nevertheless, the geometry of this generator differs from the commonly used generators, and therefore it can not be integrated into a vehicle with current mounting locations dictated by automotive designers. The patent application GB 2 316 475 discloses a generator that performs the same functions using two different gas storage chambers. Nevertheless, this generator is relatively complex to realize, since the two gas storage chambers are separated from each other by a plug, which should be both suitable to ensure the density between the two pantries for a period of fifteen years, and on the other hand adequately fragmented when the Pressure in the first gas storage chamber begins to fall. Finally, the patent application describes DE 200 19 665 a generator equipped with a pyrotechnic charge to quickly inflate the pad, and at least two different fluids which act later to keep the pad inflated for several seconds.

Der Fachmann ist also immer auf der Suche nach einem Generator, der die zwei hierüber angeführten Funktionskonfigurationen bietet, und einerseits erlaubt die vorher erwähnten Probleme zu lösen und andererseits die Fabrikationskosten zu reduzieren.Of the So professional is always looking for a generator that the two over here cited Offers functional configurations, and on the other hand allows the before mentioned To solve problems and on the other hand to reduce the manufacturing costs.

Man kennt außerdem durch das Dokument DE 196 54 315 einen Hybridgasgenerator, dessen Körper eine Zündvorrichtung, ein Behälter, der Druckgas enthält, sowie Abzugsöffnungen enthält, die anfänglich abgedichtet sind.One also knows about the document DE 196 54 315 a hybrid gas generator whose body contains an ignition device, a container containing compressed gas, and exhaust ports which are initially sealed.

Dieser bekannte Generator umfasst zwei pyrotechnische Ladungen, die jede in einer verschiedenen Verbrennungskammer, die mit dem Körper verbundenen ist, angeordnet sind.This known generator comprises two pyrotechnic charges, each in a different combustion chamber, which is connected to the body is, are arranged.

Wie dies in der Spalte 1, Zeilen 47 bis 56 des Dokuments DE 196 54 315 erwähnt wird, findet die Einleitung der Verbrennung dieser zwei Ladungen mit einer Zeitverzögerung solcher Art statt, dass man zuerst einen langsamen Druckanstieg erhält, gemäß einer Kurve schwacher Steigung, dann einen schnellen Druckanstieg, gemäß einer Kurve abrupter Steigung. Dieser Vorgang kann auch invertiert werden (Spalte 4, Zeile 44). Die Struktur des Generators umfasst zwei getrennte Verbrennungskammern, wobei die Herstellungskosten steigen.As in column 1, lines 47 to 56 of the document DE 196 54 315 is mentioned, the initiation of the combustion of these two charges takes place with a time delay of such a nature that one obtains first a slow pressure increase, according to a curve of low slope, then a rapid pressure increase, according to an abrupt slope curve. This process can also be inverted (column 4, line 44). The structure of the generator includes two separate combustion chambers, increasing manufacturing costs.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft einen Hybridgasgenerator für eine Sicherheitsvorrichtung an einem Kraftwagen, die ein aufblasbares Schutzkissen umfasst, wobei der Generator einerseits einen Körper umfasst, der eine Zündvorrichtung enthält und andererseits einen Behälter, der mit dem Körper verbunden ist, und ein Gas unter Druck sowie Abzugsöffnungen enthält, die anfänglich abgedichtet sind, durch welche die Gase entweichen können, um das Kissen aufzublasen.Of the The present invention relates to a hybrid gas generator for one Safety device on a motor car, which is an inflatable Protective pad comprises, wherein the generator on the one hand comprises a body, the one ignition device contains and on the other hand, a container that with the body connected, and a gas under pressure and exhaust vents contains initially sealed are through which the gases can escape to inflate the cushion.

Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass der Körper eine einzige Verbrennungskammer bildet, die zwei verschiedene pyrotechnische Ladungen enthält, wobei:

i) eine erste pyrotechnische Ladung, die geeignet ist, um eine Gasmenge zu erzeugen, die an das Gasvolumen angeschlossen ist, das in dem Behälter enthalten ist, die erlaubt das Schutzkissen in einem Zeitabschnitt kleiner als 50 ms aufzublasen,
ii) eine zweite pyrotechnische Ladung, die geeignet ist, nach der Verbrennung der ersten pyrotechnischen Ladung eine Gasmenge zu erzeugen, die ausreicht um das Schutzkissen während eines Zeitabschnitts von mehreren Sekunden aufgeblasen zu erhalten.

It is characterized in that the body forms a single combustion chamber containing two different pyrotechnic charges, wherein:

i) a first pyrotechnic charge adapted to generate an amount of gas connected to the volume of gas contained in the container, which allows the protective cushion to be inflated in a period less than 50 ms,
ii) a second pyrotechnic charge capable of generating, after the combustion of the first pyrotechnic charge, an amount of gas sufficient to maintain the protective pad inflated for a period of several seconds.

Vorteilhafterweise hat der Behälter eine langgestreckte zylindrische Form. Der Generator kann auf diese Weise verwendet werden, um ein seitliches Schutzkissen aufzublasen. Der Körper und der Behälter können sowohl jeder in einem verschiedenen zylindrischen Element ausgeführt sein als auch alle beide in einem selben Rohr einstückig ausgeführt sein. Im zweiten Fall ist ein perforiertes Teil, das eine Düse bildet, an der Verbindung des Körpers und des Behälters -angeordnet. Außerdem weist der Behälter ein mit Hilfe eines Metallteils abgedichtetes Ende auf, das mindestens einen axialen Gasaustrittskanal umfasst. Das erlaubt auf diese Weise die Verwendung eines einzigen Gasdiffusors, der auf dem abgedichteten Ende des Behälters befestigt ist und vereinfacht in hohem Maße die Fixierung des Schutzkissens in Hinsicht auf die Abwesenheit des Diffusors entlang des Generators.Advantageously, the container has an elongate cylindrical shape. The generator can be used in this way to inflate a side protection pad. The body and the Be Both containers can be designed in a different cylindrical element and both can be made in one piece in a single tube. In the second case, a perforated part forming a nozzle is arranged at the junction of the body and the container. In addition, the container has a sealed by means of a metal part end comprising at least one axial gas outlet channel. This allows in this way the use of a single gas diffuser mounted on the sealed end of the container and greatly simplifies the fixing of the protective pad in view of the absence of the diffuser along the generator.

Vorzugsweise ist die erste pyrotechnische Ladung in Form von losen Würfeln ausgeführt, und die zweite pyrotechnische Ladung ist in der Form eines zylindrischen Blocks ausgeführt, der mit einem zentralen Kanal ausgestattet ist, der geeignet ist, die erste pyrotechnische Ladung zu beinhalten. Dennoch kann die erste pyrotechnische Ladung für alle Arten von kleinen Objekten, die lose angeordnet werden, verallgemeinert werden.Preferably is the first pyrotechnic charge executed in the form of loose cubes, and the second pyrotechnic charge is in the form of a cylindrical Blocks executed, equipped with a central channel suitable for to include the first pyrotechnic charge. Nevertheless, the first pyrotechnic charge for generalized all kinds of small objects that are loosely arranged become.

Die 1 ist eine perspektivische Teilansicht eines pyrotechnischen Hybridgasgenerators gemäß der Erfindung.The 1 is a partial perspective view of a pyrotechnic hybrid gas generator according to the invention.

In Bezug auf die 1 erkennt man, dass ein Generator 1 gemäß der Erfindung einen Körper 2 und einen Behälter 3 umfasst, die jeder in einem verschiedenen zylindrischen Element ausgeführt sind. Der Behälter 3 weist ein erstes gekrümmtes Ende 4 auf, das durch Schweißen an eins der Enden 5 des Körpers 2 so befestigt ist, dass ein zentraler Durchlass mit begrenztem Durchmesser erzeugt wird, der sich an der Verbindung des Behälters 3 und des Körpers 2 befindet und eine Düsenöffnung bildet. Dieser Durchlass ist anfänglich durch eine zerbrechliche Abdeckung abgedichtet(nicht dargestellt). Der Behälter ist andererseits mit einer seitlichen Wandung 6 ausgestattet und mit einem zweiten Ende, das durch ein scheibenförmiges Metallteil 7 verschlossen ist, das in der seitlichen Wandung durch Schweißen befestigt ist. Dieses Metallteil 7 ist einerseits mit einem Kanal 8, der anfänglich durch eine zerbrechliche Abdeckung abgedichtet ist (nicht dargestellt) und andererseits mit einer Einfüllöffnung für Gas 31 unter Druck ausgestattet, die mittels eines Pfropfens 30 abdichtend verschlossen ist. Dieses Gas 31 unter Druck kann zum Beispiel eine Mischung ganz oder teilweise aus Helium, Argon, Sauerstoff oder salpetriges Oxyd sein. Ein Diffusor 9 der mit axialen Abzugsöffnungen 10 ausgestattet ist, ist durch Bördelung über dem scheibenförmigen Metallteil 7 befestigt.Regarding the 1 you realize that a generator 1 according to the invention, a body 2 and a container 3 each embodied in a different cylindrical member. The container 3 has a first curved end 4 by welding to one of the ends 5 of the body 2 is fixed so that a central passage of limited diameter is produced, which is connected to the connection of the container 3 and the body 2 located and forms a nozzle opening. This passage is initially sealed by a frangible cover (not shown). The container is on the other hand with a lateral wall 6 equipped and with a second end, by a disc-shaped metal part 7 is closed, which is fixed in the lateral wall by welding. This metal part 7 is on the one hand with a channel 8th , which is initially sealed by a frangible cover (not shown) and on the other hand with a gas filling hole 31 equipped under pressure, by means of a plug 30 is sealed. This gas 31 For example, under pressure, a mixture may be wholly or partly of helium, argon, oxygen or nitrous oxide. A diffuser 9 the with axial vents 10 is flared by flanging over the disc-shaped metal part 7 attached.

Der Körper 2 weist eine seitliche Wandung 11 sowie ein zweites Ende auf, in welches die verschiedenen Elemente eingegliedert sind, die in dem Körper 2 enthalten sind, bevor er durch eine Verschlußhülse 12 abgedichtet wird. Genauer ist eine pyrotechnische Ladung in der Form eines zylindrischen Blocks 13 zunächst in den Körper 2 geschoben und weist eine äußere Oberfläche zum Kontakt der seitlichen inneren Wandung 11 auf. Dieser zylindrische Block 13 ist als Anschlag gegen das Ende des Körpers 2 angeordnet, der durch Schweißen an dem erste Ende 4 des Behälters 3 befestigt ist. Eine andere pyrotechnische Ladung in der Form loser Würfel 14 ist danach in den zentralen Kanal des zylindrischen Blocks 13 angeordnet. Schließlich wird die Verschlußhülse 12, die in der Form eines scheibenförmigen Metallteils ausgeführt ist, in welchem ein elekropyrotechnischer Zünder 16 eingefügt ist, durch Bördelung in dem zweiten Ende des Körpers 2 befestigt.The body 2 has a lateral wall 11 and a second end into which the various elements incorporated in the body are incorporated 2 are included before passing through a sealing sleeve 12 is sealed. More precisely, a pyrotechnic charge is in the form of a cylindrical block 13 first in the body 2 pushed and has an outer surface for contact of the lateral inner wall 11 on. This cylindrical block 13 is as a stop against the end of the body 2 arranged by welding at the first end 4 of the container 3 is attached. Another pyrotechnic charge in the form of loose cubes 14 is thereafter in the central channel of the cylindrical block 13 arranged. Finally, the closure sleeve 12 , which is in the form of a disc-shaped metal part, in which an electro-pyrotechnic igniter 16 is inserted, by crimping in the second end of the body 2 attached.

Die Würfel 14 werden durch einen Komposittreibstoff gebildet, der ein Bindemittel auf Silikonbasis und eine Oxidansladung auf Amoniumperchlorat- und Sodiumnitrat-Basis besitzt. Der zylindrische Block 13 wird durch einen Komposittreibstoff gebildet, der ein Bindemittel auf Polybutadien-, Polyurethan-Basis und eine Oxidansladung auf Basis von zum Beispiel Amoniumperchlorat besitzt.The dice 14 are formed by a composite fuel having a silicone based binder and an ammonium perchlorate and sodium nitrate based oxide charge. The cylindrical block 13 is formed by a composite fuel having a polybutadiene, polyurethane-based binder and an oxide charge based on, for example, ammonium perchlorate.

Im Falle einer Erschütterung, die das Aufblasen des Schutzkissens erfordert, um den Schutz des Insassen zu gewährleisten, funktioniert der Generator auf folgende Weise. Der elektropyrotechnische Zylinder 16 bewirkt die Einleitung der Verbrennung der Würfel 14, die in einigen Millisekunden eine erhebliche Menge Gases erzeugen, was die zerbrechliche Abdeckung, die sich an der Verbindung des Körpers 2 und des Behälters 3 befindet, zu zerbrechen zwingt. Es folgt ein Druckanstieg in dem Behälter 3, der die zerbrechliche Abdeckung, die den Kanal 8 abdichtet, zwingt, zu fragmentieren. Schließlich sind die Gase durch die axialen Abzugsöffnungen 10 abgezogen und blasen das Schutzkissen in einem Zeitabschnitt, der zwischen 10 ms und 50 ms gewählt werden kann, auf.In case of a shock that requires inflation of the protective pad to ensure protection of the occupant, the generator functions in the following manner. The electropyrotechnical cylinder 16 causes the initiation of the burning of the cubes 14 that generate a significant amount of gas in a few milliseconds, giving the fragile cover that attaches to the connection of the body 2 and the container 3 is about to break. This is followed by a pressure increase in the container 3 who has the fragile cover covering the channel 8th seals, forces to fragment. Finally, the gases are through the axial exhaust ports 10 subtracted and blow the protective pad in a period of time that can be chosen between 10 ms and 50 ms on.

Dazu parallel bewirken der elektropyrotechnische Zünder 16 und die Verbrennung der Würfel 14 gleichermaßen die Einleitung der Verbrennung des zylindrischen Blocks 13, der geeignet ist, eine Menge Gas zu erzeugen, die ausreicht, um das Schutzkissen während einer Dauer von zehntel Sekunden aufgeblasen zu erhalten. Wie vorher passieren die Gase, die durch den zylindrischen Block 13 erzeugt wurden, die Düse, dann den Gasaustrittskanal 8 und schließlich entweichen sie durch die Abzugsöffnungen 10.At the same time, the electro-pyrotechnic igniter causes this 16 and the burning of the cubes 14 equally the initiation of the combustion of the cylindrical block 13 capable of generating an amount of gas sufficient to maintain the protective pad inflated for a period of tenths of a second. As before, the gases passing through the cylindrical block pass 13 were generated, the nozzle, then the gas outlet channel 8th and finally they escape through the exhaust vents 10 ,

Claims

Hybridgasgenerator (1) für eine Sicherheitsvorrichtung an einem Kraftwagen, die ein Schutzkissen umfaßt, wobei dieser Hybridgasgenerator einerseits einen Körper (2) umfaßt, der eine Zündvorrichtung (16) enthält, und andererseits einen Behälter (3), der mit dem Körper verbunden ist und ein Gas (31) unter Druck sowie Abzugsöffnungen (10) enthält, die anfänglich abgedichtet sind, durch welche die Gase entweichen können, um das Kissen aufzublasen, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (2) eine einzige Verbrennungskammer bildet, die zwei verschiedene pyrotechnische Ladungen (14, 13) enthält, und zwar: i) eine erste pyrotechnische Ladung (14), die geeignet ist, eine Gasmenge zu erzeugen, die an das Gasvolumen (31) angeschlossen ist, das in dem Behälter enthalten ist, die erlaubt das Schutzkissen in einem Zeitabschnitt aufzublasen, der kleiner ist als 50 Millisekunden, ii) eine zweite pyrotechnische Ladung (13), die geeignet ist nach der Verbrennung der ersten pyrotechnischen Ladung eine Gasmenge zu erzeugen, die ausreicht um das Schutzkissen während eines Zeitabschnitts von mehreren Sekunden aufgeblasen zu halten.Hybrid gas generator ( 1 ) for a safety device on a motor vehicle, which is a Schutzkis This hybrid gas generator on the one hand a body ( 2 ) comprising an ignition device ( 16 ) and on the other hand a container ( 3 ), which is connected to the body and a gas ( 31 ) under pressure and exhaust ports ( 10 ), which are initially sealed, through which the gases can escape to inflate the cushion, characterized in that the body ( 2 ) forms a single combustion chamber containing two different pyrotechnic charges ( 14 . 13 ), i) a first pyrotechnic charge ( 14 ), which is suitable for generating an amount of gas which corresponds to the gas volume ( 31 ), which is contained in the container, which allows to inflate the protective cushion in a period of time which is less than 50 milliseconds, ii) a second pyrotechnic charge ( 13 ) capable of producing, after the combustion of the first pyrotechnic charge, an amount of gas sufficient to keep the protective pad inflated for a period of several seconds.

Generator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) eine langgestreckte zylindrische Form hat.Generator ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the container ( 3 ) has an elongated cylindrical shape.

Generator (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (2) und der Behälter (3) jeweils in einem verschiedenen zylindrischen Element ausgeführt sind.Generator ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the body ( 2 ) and the container ( 3 ) are each carried out in a different cylindrical element.

Generator (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (2) und der Behälter (3) in einem selben einstückigen Rohr ausgeführt sind.Generator ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the body ( 2 ) and the container ( 3 ) are executed in a same one-piece tube.

Generator (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein perforiertes Teil, das eine Düse bildet, an der Verbindung des Körpers (2) und des Behälters (3) angeordnet ist.Generator ( 1 ) according to claim 4, characterized in that a perforated part forming a nozzle is connected to the body ( 2 ) and the container ( 3 ) is arranged.

Generator (1) nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) ein mit Hilfe eines Metallteils (7) abgedichtetes Ende aufweist, das mindestens einen axialen Gasaustrittskanal (8) umfasst.Generator ( 1 ) according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the container ( 3 ) with the help of a metal part ( 7 ) sealed end, the at least one axial gas outlet channel ( 8th ).

Generator (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasdiffusor (9) auf dem abgedichteten Ende des Behälters (3) angebracht ist.Generator ( 1 ) according to claim 6, characterized in that a gas diffuser ( 9 ) on the sealed end of the container ( 3 ) is attached.

Generator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste pyrotechnische Ladung in der Form von losen Würfeln (14) ausgeführt ist.Generator ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the first pyrotechnic charge is in the form of loose cubes ( 14 ) is executed.

Generator nach einem beliebigen der Ansprüche 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite pyrotechnische Ladung in der Form eines zylindrischen Blocks (13) ausgeführt ist, der mit einem zentralen Kanal ausgestattet ist, der geeignet ist, die erste pyrotechnische Ladung (14) zu beinhalten.Generator according to any one of claims 1 or 8, characterized in that the second pyrotechnic charge is in the form of a cylindrical block ( 13 ) equipped with a central channel adapted to receive the first pyrotechnic charge ( 14 ).

Generator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas (31) unter Druck, das in dem Behälter (3) gelagert wird, in der Gruppe gewählt wird, die durch Helium, Argon, Sauerstoff, Stickstoffoxid oder auch eine Mischung aller oder Teile dieser letzteren aufgestellt wird.Generator ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the gas ( 31 ) under pressure in the container ( 3 ) is selected in the group which is established by helium, argon, oxygen, nitrogen oxide or else a mixture of all or part of the latter.